用于混合弹性体材料的装置和方法制造方法及图纸

本申请公开了一种用于混合弹性体材料的机器，其包括混合单元(100)和驱动单元(20)，该混合单元包括：混合腔室(110)，该混合腔室布置在驱动单元(20)的下游；排出腔室(120)，该排出腔室布置在所述混合腔室(110)的下游，它朝向上游与该混合腔室连通，并设置有用于排出混合物的开口(121)；一对相互穿透且反向旋转的圆锥形转子(131、132)，该对圆锥形转子分别向上游与驱动单元(20)连接，且它们的顶点位于排出腔室(120)的嘴部(121)处；各转子包括相对于另一转子镜像反转的相应供给器螺杆(131a、132a)；其中，混合腔室(110)有朝向外部的至少一个开口(110a)，用于使混合腔室(110)保持与外部环境连接，以便保证它的内部压力保持在基本大气压值，且它包括检测装置(300)，该检测装置布置和设置成检测在排出腔室(120)内部的混合物存在，并发射用于表示在排出腔室(120)内部存在(310a)或不存在(310b)混合物的至少一个信号，以便在混合步骤中通过驱动单元(20)而使得转子(131、132)的旋转方向至少一次反转，并因此使得混合物沿轴向方向离开/朝向混合腔室和朝向/离开排出腔室的前进运动方向至少一次反转，以便使混合保持只在混合腔室(110)内部有效。部有效。部有效。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于混合弹性体材料的装置和方法
[0001]本专利技术涉及一种用于混合弹性体材料的机器，该机器有在环境压力下操作的混合腔室。
[0002]在涉及生产基于橡胶和/或塑料的化合物的
中已知需要进行弹性体材料的混合，通过该弹性体材料的混合，使用合适的方法，不同种类(例如橡胶、矿物填料、树脂、各种添加剂)且彼此不同和分离的几种原材料(成分)转化成均质产品
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所谓的“化合物”—它包含在该方法开始时引入的所有基础组分。
[0003]还已知在混合处理过程中通常发生的作用可以总结如下：
[0004]将成分结合至聚合物基质中；
[0005]分散，即从颗粒的团块转变成集合体；这基本上是减小引入聚合物基质中的填料(例如炭黑)的尺寸；
[0006]所有主要材料进行分布/均质化。
[0007]还已知所有这些作用取决于通过混合机器的运动表面(圆筒体、螺杆、转子)的运动而给予要处理材料的运动范围(速度和压力)。特别是，已知尽管分散取决于运动范围的特征，例如切割力和变形梯度，但是各种成分在聚合物基质中的分布取决于速度范围的效率，即能够在不产生混合物的停滞点或区域(在该停滞点或区域处有压力峰值)的情况下使混合物运动。
[0008]不过，在混合高粘性材料的处理过程中要解决的一个主要问题是需要控制混合物的温度，该温度必须保持在特定限度内，以便防止引发不希望的降解或预交联反应。
[0009]在涉及在所谓封闭腔室中混合的那些技术中，更多地产生更高温度，因为处理在相对较高压力下进行。
[0010]在混合过程中温度不希望地升高也发生在通过通常称为“倾卸式挤出机”类型的机器来进行的混合过程中，即所谓的圆锥形、相互穿透、反向旋转双螺杆挤出机，其中，用于混合物的排出/出口的机器的排出/出口区必须是：
[0011]‑
在第一混合步骤中关闭，以便允许成分和正在形成的混合物再循环，这使得该成分和混合物抵靠用于关闭排出开口的关闭门而前进；以及
[0012]‑
然后通过所述门而沿轴向方向打开，以便能够排出混合物。
[0013]这种机器的示例例如从US2007/0159916中已知。不过，在封闭腔室内的混合导致混合物温度的不受控制和不希望地升高，从而导致上述缺点。
[0014]从WO2017
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093849中已知封闭腔室混合的另一示例，该文献介绍了一种用于生产弹性体化合物的方法，它包括：
[0015]‑
将至少10phr的二氧化硅增强填料和至少一种硅烷偶联剂与弹性体聚合物一起供给至分批混合器中，该分批混合器包括容纳在混合腔室内的一对转子和布置在该转子上方的活塞；
[0016]‑
在分批混合器内混合弹性体聚合物、二氧化硅增强填料和硅烷偶联剂，以便获得一批中间混合物；
[0017]‑
将该批中间混合物从分批混合器供给至双螺杆圆锥形混合器，该双螺杆圆锥形
混合器有混合腔室，该混合腔室设置有进口嘴部和出口嘴部，第一腔室部分靠近出口嘴部(排出腔室)，并布置在第二腔室部分的下游，该第二腔室部分设置有：所述进口嘴部；两个反向旋转的圆锥形螺杆，这两个圆锥形螺杆朝向出口嘴部会聚；以及门，该门设计成采取用于关闭和打开出口嘴部的构造；
[0018]‑
在门关闭的情况下在双螺杆圆锥形混合器内混合所述中间混合物，同时将温度控制成保持在135℃和145℃之间，以便获得所述弹性体化合物(108)；
[0019]‑
从打开的出口嘴部排出弹性体化合物。
[0020]在根据WO2017
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093849的方法中，混合几乎完全在双螺杆混合器腔室的、靠近关闭出口嘴部的部分内进行，该双螺杆混合器腔室有沿第一旋转方向旋转的圆锥形螺杆，以便将混合物推靠在关闭出口嘴部的门上。
[0021]双螺杆圆锥形混合器内的压力大于环境压力，因为混合器与分批混合器的出口密封连接，在分批混合器的内部由于活塞的作用而压力较高，出口嘴部关闭，且温度必须保持较高(135
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145℃)，以使得至少50％的硅烷偶联剂与在双螺杆圆锥形混合器内的增强填料反应。
[0022]为了提高混合，该文献提出短暂地反转圆锥形螺杆的旋转方向，不过混合物不会离开靠近封闭出口嘴部的混合腔室部分。
[0023]在WO2017
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093849中，为了使温度保持在所希望的范围内，在腔室内测量温度，并基于该测量而沿混合物朝向出口嘴部和抵靠关闭门的前进运动方向调节圆锥形螺杆的旋转速度。
[0024]因此，提出的技术问题是提供通常称为“倾卸式挤出机”类型的混合机器，它能够混合弹性体材料，而并不改变它们的特性或只是有限地改变它们的特性，特别是能够使混合物的温度保持控制，从而防止它在混合过程中不希望的增加。
[0025]关于这个问题，还需要该机器具有较小尺寸，生产和装配容易且便宜，并还能够很容易地在任何用户位置安装。
[0026]根据本专利技术，这些结果通过根据权利要求1的特征的、用于混合基于弹性体的材料的机器而获得。
[0027]因此，根据本专利技术的、用于混合弹性体材料的机器包括混合单元和驱动单元，该混合单元包括：
[0028]‑
混合腔室，该混合腔室布置在驱动单元的下游；
[0029]‑
排出腔室，该排出腔室布置在混合腔室的下游，它朝向上游与该混合腔室连通，并设置有用于排出混合物的开口；
[0030]‑
一对相互穿透且反向旋转的圆锥形转子，该对圆锥形转子分别向上游与驱动单元连接，且它们的顶点位于排出腔室的排出嘴部处；各转子包括相对于另一转子镜像反转的相应供给器螺杆。
[0031]根据本专利技术的机器的特征在于，混合腔室有朝向外部的至少一个开口，用于使它与外部环境保持连接，以便保证它的内部压力基本保持在大气压值，且该机器包括检测装置，该检测装置布置和设置成检测在排出腔室内部的混合物存在，并发射至少一个信号，用于表示在排出腔室内部的混合物存在或不存在；基于表示混合物存在或不存在的信号，机器设置成在混合步骤中通过驱动单元来执行转子的旋转方向的至少一次反转，并因此执行
混合物沿轴向方向离开/朝向混合腔室和朝向/离开排出腔室的前进运动方向的至少一次反转，以便使混合保持只在混合腔室内部有效，该混合腔室的内部压力基本上处于大气压值。
[0032]通过这种构造，混合的成分基本总是保持在混合腔室内部，该混合腔室朝向外部开口，并因此在基本大气压下，不会引起混合物的压力和/或温度的不希望增加，从而避免了对混合物的破坏作用，例如改变填料的化学
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物理特征和/或所述混合物的预交联；而且获得了最佳的混合程度。因此，通过根据本专利技术的机器能够以简单方式获得高质量的混合物。
[0033]而且，有利的是，机器不需要用于关闭排出嘴部的门(推动混合物抵靠该门)，因此排出嘴部可以在混合过程中保持打开，使得更容易保持混合腔室内部的环境压力，并因此本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.用于混合弹性体材料的机器，包括：
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混合单元(100)
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驱动单元(20)，所述混合单元包括：
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混合腔室(110)，所述混合腔室布置在驱动单元(20)的下游；
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排出腔室(120)，所述排出腔室布置在所述混合腔室(110)的下游，排出腔室朝向上游与所述混合腔室连通，并设置有用于排出混合物的排出开口(121)；
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一对相互穿入且反向旋转的圆锥形辊(131、132)，所述一对圆锥形辊分别在上游与驱动单元(20)连接，且它们的顶点位于排出腔室(120)的排出开口(121)处；各转子包括相对于另一转子镜像反向的相应供给器螺杆(131a、132a)。其特征在于：混合腔室(110)具有朝向外部的至少一个开口(110a)，所述开口用于使混合腔室保持与外部环境连接，以便保证它的内部压力保持在基本大气压值，所述机器包括检测装置(300)，所述检测装置布置和设置成检测混合物在排出腔室(120)内部的存在性，并发射用于表示在排出腔室(120)内部存在(310a)或不存在(310b)混合物的至少一个信号；以及基于表示混合物存在或不存在的信号，所述机器设置成在混合步骤中通过驱动单元(20)而使得转子(131、132)的旋转方向至少一次反转，并因此使得混合物沿轴向方向离开/朝向混合腔室和朝向/离开排出腔室的前进运动方向至少一次反转，以便使混合保持只在混合腔室(110)内部有效。2.根据权利要求1所述的机器，其特征在于：检测装置(300)布置在排出腔室(120)内部、在用于与混合腔室连接的区域附近。3.根据权利要求1或2所述的机器，其特征在于：混合腔室(110)和排出腔室(120)是截头圆锥形的，并沿轴向连接在一起。4.根据权利要求1、2或3所述的机器，其特征在于：所述机器包括装载开口(123)，用于装载要混合的成分。5.根据权利要求4所述的机器，其特征在于：所述装载开口(123)是用于使混合腔室与外部环境连接的所述至少一个开口(110a)中的一个。6.根据前述任意一项权利要求所述的机器，其特征在于：所述驱动单元(20)包括至少一个马达(21)，所述马达具有驱动轴(21a)和传动装置(22)，所述驱动轴用于使两个转子中的一个(131、132)运动，所述传动装置设计成使驱动轴(21a)的旋转方向反转，并与两个转子中的另一个(132、131)连接。7.根据前述任意一项权利要求所述的机器，其特征在于：所述机器包括用于控制和驱动机器的运动部件的控制装置(500)，所述控制装置设计成执行其自动操作。8.根据前述权利要求所述的机器，其特征在于：所述控制装置(500)设置成响应在混合步骤中由检测装置(300)发射的、表示在排出腔室内部存在(310a)或不存在(310b)混合物的信号而自动地向驱动单元(20)发送用于使转子(131、132)的旋转方向反转的命令，其中优选是，在发射表示在排出腔室(120)内部存在(310a)或不存在混合物的信号之后立即发送所述反转命令，和/或特别是在发射表示在排出腔室(120)内部不存在混合物的信号后的
预定时间间隔(Δt)之后发送所述反转命令。9.根据权利要求7或8所述的机器，其特征在于：所述控制装置(500)设置成使得机器的操作模式从混合模式转换至排出模式，在所述排出模式中，保持转子的旋转方向(RPM+)，以便使混合物从混合腔室朝向排出腔室(120)运动，并通过排出嘴部(122)而轴向排出。10.根据前述任意一项权利要求所述的机器，其特征在于：所述机器包括盖，所述盖能够运动至关闭位置或打开位置，以便在混合物的轴向排出过程中关闭混合腔室(110)，所述盖特别布置成关闭与外部环境连通的开口和/或装载开口。11.根据前述任意一项权利要求所述的机器，其特征在于：用于排出混合物的排出开口总是朝向外部环境打开，...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：波米尼橡胶及塑料有限责任公司，
类型：发明
国别省市：